Расчет и анализ систем подчиненного регулирования
Автор: Vlad Kaverin • Февраль 8, 2023 • Лабораторная работа • 1,148 Слов (5 Страниц) • 173 Просмотры
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра САУ
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №4
по дисциплине «Теория автоматического управления»
Тема: РАСЧЕТ И АНАЛИЗ СИСТЕМ
ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Студент гр. 9403 | Каверин В.В. | |
Преподаватель | Закиева А. И. |
Санкт-Петербург
2021
Цель работы – освоение методики расчета и изучение свойств систем подчиненного регулирования.
Основные сведения:
Системы подчиненного регулирования (СПР) построены по каскадному принципу, т. е. с вложенными друг в друга (подчиненными) контурами. Выходная величина регулятора i-го контура служит задающим воздействием для (i –1)-го контура. Каждый контур содержит регулятор с ПФ , звенья с малыми постоянными времени [pic 2] и т. д. (часто одним из таких звеньев является подчиненный по отношению к данному контур) с общей ПФ [pic 3] и звено с одной () или двумя ( и ) большими постоянными времени, имеющее ПФ [pic 7] Внутри каждого контура регулятор осуществляет последовательную коррекцию, компенсируя большую постоянную времени, являющуюся причиной нежелательной инерционности объекта управления.[pic 1][pic 4][pic 5][pic 6]
Параметры регуляторов рассчитываются по формулам, определяющим тип стандартной настройки контура. Наиболее широко применяются настройки на оптимум по модулю (ОМ) и на симметричный оптимум (СО).
Пусть обратную связь полагаем единичной. Чтобы обеспечить настройку на ОМ, необходимо применить ПИ-регулятор с ПФ параметры которого следует рассчитать по формулам Переходная характеристика контура по задающему воздействию имеет следующие показатели качества: 4.3%, Быстродействие контура, таким образом, определяется только значением малой постоянной времени. Недостаток этой настройки состоит в том, что время реакции на возмущающее воздействие зависит не только от , но и от . [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]
Если то настройка на ОМ обеспечивается применением П-регулятора с ПФ [pic 16]. Для того же, чтобы настроить контур на СО, следует применить ПИ-регулятор, выбрав его параметры [pic 15]
следующим образом: [pic 17]. Показатели качества ПХ контура по задающему воздействию таковы: 43%, Длительность переходного процесса по возмущению зависит только от .[pic 18][pic 19][pic 20]
В многоконтурной системе при расчете регулятора вышестоящего контура подчиненный ему контур, настроенный на ОМ, рассматривается приближенно как апериодическое звено с эквивалентной малой постоянной времени [pic 21]. Если в контуре есть несколько звеньев с малыми постоянными времени, то их допустимо рассматривать как одно апериодическое звено с постоянной времени, равной сумме указанных малых постоянных времени.
Ход работы:
- Рассчитаем параметры регулятора тока и далее - регулятора скорости по формулам, исходя из того, что контуры тока и скорости должны быть настроены, соответственно, на ОМ и СО. При расчете регулятора скорости рассмотрим контур тока как апериодическое звено.
Настройка контура тока на оптимум по модулю (ОМ):
TТП = 0,004 с., Tя = 0,02 с., Tм = 0,2 с., kТП = 10, kя = 4
τ = T0 = Tя = 0,02 с., Tμ = TТП = 0,004 с., k0 = kя = 4, kμ = kТП = 10
W0(p) = k0/(T0p + 1) = kя/(Tяp + 1) =4/(0,02р + 1)
Wμ(p) = kμ/(Tμp + 1) = kтп/(Tтпp + 1) = 10/(0,004р + 1)
Wр(p) = βт(τтp + 1)/τтp=0,0625∙(0,02p + 1)/0,02p
βт = Т0/2Тμkμk0=0,02/2∙0,004∙4∙10 = 0,0625
Настройка контура скорости на симметричный оптимум (СО):
Tμэ = 2Tμ = 2TТП = 0,008 с., τс = 4Tμ э = 0,032 с.
...